Kernkraftwerk Gundremmingen

Kernkraftwerk Gundremmingen
Ein Standort voller Energie
Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernkraftwerk
Gundremmingen GmbH
Dr.-August-Weckesser-Straße 1
39355 Gundremmingen
Telefon +49 8224 78-1
Telefax +49 8244 78-2900
[email protected]
www.kkw-gundremmingen.de
Kernkraftwerk Gundremmingen
Inhalt
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Strom – Lebensader unserer Zivilisation
Der Energiemix – kein einfaches Rezept
Sicher und verlässlich – das Kernkraftwerk Gundremmingen
Uran – Gestein voller Energie
Kernspaltung – mit gebremstem Schwung zur Wärme
Kettenreaktion – alles im Griff
Funktionsweise eines Siedewasserreaktors
Der Kühlwasserkreislauf
Eng miteinander verzahnt – die Sicherheitseinrichtungen
Die Umgebung – stets unter Kontrolle
Sicherheit hat oberste Priorität – das Entsorgungskonzept
mit dem Standortzwischenlager Gundremmingen
Wichtiger Wirtschaftsfaktor – sichere Arbeitsplätze
Technische Daten
Information zum Standort – offen für den Dialog
Blick in den für eine Revision geöffneten Reaktordruckbehälter. 28 Meter unter der Wasseroberfläche
befinden sich 784 Brennelemente. Während der jährlich stattfindenden Revision werden etwa ein
Fünftel der Brennelemente ausgetauscht.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Strom – Lebensader
unserer Zivilisation
Ohne Strom funktioniert in unserem
heutigen Leben nichts mehr. Strom wird
Licht, Strom ist Wärme, ist Kraft. Strom
steuert und regelt, transportiert Informationen.
Strom ist nötig, um andere Energieträger sinnvoll und sparsam einsetzen zu können. Wir brauchen Strom, um Umgebungswärme,
Sonnen- und Windenergie nutzen zu können. Und nicht zuletzt:
Strom ist am Einsatzort emissionsfrei.
All jene einmaligen, typischen Stromeigenschaften haben die
Nachfrage nach dieser Edelenergie sowohl im Privatleben als auch
in der Wirtschaft und der Industrie während der letzten Jahrzehnte
mehr und mehr anwachsen lassen: Strom hat sich neue Anwendungsbereiche erschlossen, hat andere Energieträger ersetzt oder
deren sparsamen Einsatz ermöglicht. Und dies hat sich positiv auf
die Entwicklung des gesamten Energieverbrauchs ausgewirkt, der
seit 1970 deutlich langsamer wächst.
Energie ist die Lebensader unserer Zivilisation. Umso wichtiger ist
es, dass bezahlbarer Strom rund um die Uhr für jeden von uns da
ist. Strom lässt sich aber nicht (oder nur schlecht) speichern; er
muss daher immer in der Menge erzeugt werden, die gerade
gebraucht wird. Die Versorgungsunternehmen haben die Aufgabe
der Erzeugung und Lieferung übernommen. Im Vordergrund dieser
Dienstleistung stehen heute neben der zuverlässigen, sicheren
sowie preiswerten Versorgung gleichrangig Umweltschutz und
Rohstoffschonung.
Letztlich liegt es an jedem einzelnen von uns, mit Strom sinnvoll
und sparsam umzugehen. Die Versorgungsunternehmen unterstützen dies mit umfassender Kundenberatung; die Herstellerindustrie
entwickelt immer sparsamere Maschinen und Geräte.
In Bayern sind Kernenergie und Wasserkraft mit einem Anteil von
rund 66 beziehungsweise 15 Prozent die wichtigsten Standbeine
der Stromversorgung. Kohle spielt mit rund 8 Prozent eine eher
untergeordnete Rolle; Öl und Gas werden vorrangig für die Deckung
kurzfristiger Bedarfsspitzen eingesetzt. Dieser Energiemix ist wirtschaftlich und umweltfreundlich. Über 80 Prozent des bayerischen
Stroms werden ohne Luftschadstoffe erzeugt, beeinträchtigen also
das Klima nicht.
Die Stromerzeugung in Deutschland im Jahr 2007 erfolgte zu folgenden Anteilen: 24 Prozent Kernenergie, 26 Prozent Braunkohle,
22 Prozent Steinkohle, 10 Prozent Erdgas, 15 Prozent erneuerbare
Energien, 3 Prozent Heizöl, Pumpspeicher und Sonstige.
Nettostromerzeugung in Bayern
Anteile der Kraftwerke 2007 in Prozent
Wasserkraft
15,3 %
Steinkohle*
7,6 %
Erdgas
9,6 %
Öl
1,6 %
Kernenergie
65,9 %
*) einschließlich Müll, erneuerbare und sonstige Energien
Quelle: BayLfStaD
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Der Energiemix – kein einfaches Rezept
Viele Quellen speisen den Strom. Und das nicht nur heute, sondern
auch in Zukunft – eine Zukunft moderner, klimaschonender Energiegewinnung. Langfristig wird die meiste Energie weiterhin aus der
Quelle der fossilen Energieträger sprudeln, darunter Kohle und Erdgas. Sie sind durch die Umwandlung abgestorbener Lebewesen
entstanden – in Millionen von Jahren. Weil sie schneller verbraucht
als erneuert werden, sind ihre Vorkommen begrenzt. Außerdem ist
ihre Nutzung mit dem Ausstoß von Treibhausgasen, wie CO2 , verbunden.
Absehbar ist außerdem ein wachsender Beitrag erneuerbarer Energien, oft auch als regenerative Energien bezeichnet. Sie können
durch menschliche Nutzung nicht erschöpft werden. Entweder weil
sie in großer Menge vorhanden sind – wie Sonnenenergie und
Wind – oder weil sie sich laufend erneuern, wie beispielsweise
Wasserkraft und Biomasse.
In die Energienetze vieler Länder weltweit fließt ein ansehnlicher
Anteil an Strom aus Kernenergie: vergleichsweise kostengünstig,
gut verfügbar und klimafreundlich, weil ohne Ausstoß von CO2.
In Deutschland befristet das Atomgesetz die Nutzung der Kernenergie. Mittelfristig soll diese klimafreundliche, sichere und wirtschaftliche Energiequelle in Deutschland versiegen.
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Sommertag
Wintertag
Spitzenlast
Spitzenlast-Kraftwerke springen ein, wenn der
Energiebedarf für kurze Zeit Maximalwerte erreicht.
Mit einem solchen Anstieg können lediglich
Schnellstarter Schritt halten: Gasturbinen- und
Pumpspeicherkraftwerke. Nur wenige Sekunden –
und sie haben ihre volle Leistung erreicht.
Mittellast
Mittellast-Kraftwerke erzeugen die Energie-Zugabe,
wenn die Nachfrage steigt. Diesen Mittellastbedarf
decken vor allem Steinkohle- und Erdgaskraftwerke
im Minuten- bis Stundenbereich.
Grundlast-Kraftwerke sind im Kraftwerksmix die
wichtigste Zutat. Denn sie decken mit hoher Dauerleistung und damit zu günstigen Kosten den
Grundbedarf an Strom – die Hauptaufgabe von
Kernkraftwerken, Braunkohle- und Laufwasserkraftwerken.
Grundlast
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Fernsehen
Denn gleich ob Kohle, Erdgas, Kernkraft oder erneuerbare Energien –
Vor- und Nachteile, Stärken und Schwächen hat jeder Energieträger.
Zukunft kann daher nur eine Lösung haben: ein ausgewogener Mix
aus verschiedenen Energiequellen.
Einen ausgewogenen Energiemix erfordert auch die technische
Struktur der Stromversorgung: Die starken jahreszeitlichen und
auch tagtäglichen Schwankungen des Stromverbrauchs lassen sich
nur auf eine Art auffangen: mit einem Mix unterschiedlicher Kraftwerkstypen. Wie das funktioniert? Indem die Last der Energie-Nachfrage auf die Kraftwerke verteilt wird. Das heißt, für jeden der drei
Lastbereiche sind bestimmte Kraftwerke zuständig:
Mittagessen
Wer nachhaltig Energie gewinnen will, muss diese Ziele unter einen
Hut bringen – keine leichte Aufgabe. Je nachdem, welchem der
Ziele man näher steht, wird man seine eigenen Akzente für eine
zukunftsfähige Energieversorgung setzen. Einmal wird stärker die
Versorgungssicherheit im Vordergrund stehen, das andere Mal
beispielsweise der Umweltschutz. Immer jedoch stellt uns der Blick
in die Zukunft vor eine zentrale Aufgabe: die Verantwortung für die
Nachhaltigkeit der deutschen wie auch der globalen Energieversorgung.
Technische Rahmenbedingungen
Arbeitsbeginn
Umweltschutz, Versorgungssicherheit,
Wirtschaftlichkeit – das sind die drei
Ziele der Stromerzeugung.
10 12 14 16 18 20 22 24 Uhr
Strombedarfskurve an einem typischen Sommer- und Wintertag
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernkraftwerk Gundremmingen
1 kg Natururan
Sicher und verlässlich –
Kernkraftwerk
Gundremmingen
Ein idealer Kraftwerksstandort muss mehrere Voraussetzungen erfüllen: Nähe zum Höchstspannungsnetz und Verbraucher, verkehrsgünstige Lage und unmittelbare Nachbarschaft zu einem Fluss –
all dies trifft auf die Gemeinde Gundremmingen bei Günzburg
zwischen Augsburg und Ulm zu. Und so begann man 1976 in Gundremmingen neben dem inzwischen stillgelegten 250-MegawattKernkraftwerk – Block A – mit dem Bau von zwei neuen Siedewasserreaktor-Blöcken mit einer Leistung von jeweils 1.344 Megawatt.
Das etwa 35 Hektar große Kraftwerksgelände liegt auf 433 Meter
Höhe, eingebettet in forst- und landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Die Nähe zur Autobahn wie zur Eisenbahn erleichtert den Transport
von Schwerlasten.
Nur knapp einen Kilometer entfernt fließt die Donau, deren Wasser
zur Kühlung der beiden Blöcke beiträgt. Um die Wärmebelastung
des Flusses nicht über das für Fauna und Flora verträgliche Maß
hinaus zu erhöhen, hat man in Gundremmingen zwei NaturzugNasskühltürme gebaut.
entspricht
12.600 Liter Erdöl
1984 gingen die beiden Blöcke nach achtjähriger Bauzeit ans Netz.
Seitdem erzeugen sie zuverlässig, sicher und ohne Abgabe von
Schadstoffen durchschnittlich 21 Milliarden Kilowattstunden Strom
pro Jahr. Das entspricht etwa 30 Prozent des bayerischen Jahresstromverbrauchs. Gleichzeitig vermeidet das Kraftwerk – gegenüber
der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen – den Ausstoß von
rund 21 Millionen Tonnen Kohlendioxid im Jahr. Sicherheit hat für
den Betrieb des Kraftwerks dabei oberste Priorität. Rund 1.100 Mitarbeiter am Standort leisten dazu mit ihrer hohen Kompetenz und
ihrem ausgeprägten Sicherheitsbewusstsein einen wesentlichen
Beitrag.
Betreiber der Anlage ist die Kernkraftwerke Gundremmingen
GmbH (KGG). Sie gehört zu 75 Prozent der RWE Power AG in Essen
und zu 25 Prozent der E.ON Kernkraft GmbH in Hannover.
oder 18.900 Kilogramm Steinkohle
Uran – Gestein voller Energie
Kernkraftwerke nutzen die Energie, die bei der Spaltung des Atomkerns des in der Natur vorhandenen Radionuklids Uran-235 frei
wird.
Uran ist ein in Erzen eingebettetes Schwermetall, das relativ gleichmäßig über die Erde verteilt lagert und sich bergmännisch abbauen
lässt. Nach heutigem Kenntnisstand steht der Brennstoff Uran noch
mindestens 200 Jahre zur Verfügung. Durch ständige Weiterentwicklung der Technologie zur Auffindung und Förderung von Uran
ist sogar noch eine deutlich höhere Reichweite zu erwarten.
Uran verfügt über eine sehr hohe Energiedichte, das heißt einen
sehr hohen Energiegehalt. Ein Kilogramm Natururan hat einen so
hohen Energiegehalt wie 12.600 Liter Erdöl oder 18.900 Kilogramm
Steinkohle.
Die Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie wird im Unterschied zu
anderen Energiewandlungstechnologien bei steigenden Brennstoffkosten nicht beeinträchtigt. Der Anteil des Urans an den
Stromerzeugungskosten eines Kraftwerks beträgt lediglich etwa
drei bis fünf Prozent. Das bedeutet, Preissteigerungen beim Brennstoff haben nur sehr geringe Auswirkungen. Selbst eine Verdopplung des Rohstoffpreises würde kaum auf die Stromerzeugungskosten durchschlagen.
Das aus Erzen gewinnbare Uran besteht zu 0,7 Prozent aus spaltbarem Uran-235, der Rest ist Uran-238. Durch die so genannte Anreicherung wird der Anteil des Uran-235 auf drei bis fünf Prozent im
Gemisch mit Uran-238 angehoben. Das angereicherte Uran wird in
Tablettenform gepresst und in Röhren aus einem besonders widerstandsfähigem Werkstoff (Zirkaloy) gefüllt. Diese so genannten
Brennstäbe werden zu Brennelementen gebündelt und lassen sich
so im Kernkraftwerk nutzen.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernspaltung Uran 235
Kettenreaktion –
alles im Griff
kontrollierte Kettenreaktion
Je mehr Neutronen, desto mehr Spaltvorgänge gibt es und desto
mehr Energie wird frei. Da bei der Uranspaltung mehr Neutronen
entstehen, als zur Aufrechterhaltung einer kontrollierten Kettenreaktion nötig sind, wird ein Teil der Neutronen von ihrem eigentlichen Ziel abgelenkt.
Dazu bedient man sich im Reaktor eines Kernkraftwerks so genannter Steuerstäbe aus einem Material (Bor, Hafnium), das die Neutronen aufsaugt, also absorbiert. Zur Senkung der Reaktorleistung
werden diese Stäbe in den Reaktor eingeführt, zur Steigerung wieder herausgezogen.
Langsames Neutron
Uran
Spaltprodukte
schnelles
Neutron
Moderator
Steuerstab
Die Kernspaltung ist unterbrochen, wenn sie eingefahren sind. Der
Reaktor arbeitet mit maximaler Leistung, wenn die Stäbe ausgefahren sind.
Die Steuerstäbe werden im Betrieb durch elektrische Antriebe gefahren, für die Schnellabschaltung steht unabhängig davon ein
hydraulisch wirkendes System zur Verfügung.
Es gibt aber auch noch einen zweiten Weg, die Kettenreaktion zu
kontrollieren und zu regeln: je heißer der Moderator bzw. das Kühlmittel wird, desto mehr Dampfblasen entstehen. Dampf ist im Gegensatz zu Wasser nicht in der Lage, Neutronen ausreichend abzubremsen, immer mehr Neutronen schießen daher am Ziel vorbei.
Kernspaltung –
mit gebremstem Schwung
zur Wärme
Im Reaktor eines Kernkraftwerks geschieht nichts Geheimnisvolles.
Vielmehr macht sich der Mensch hier, genauso wie in anderen
Kraftwerken, natürliche Vorgänge technisch nutzbar.
Als Neutronenbremse – die Fachleute nennen sie Moderator – eignet sich Wasser. Mit dessen Hilfe verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Neutronen auf das für die Spaltung richtige Maß.
Wenn Neutronen mit relativ geringer Geschwindigkeit auf einen
Uran-235-Kern treffen, dann spricht man von einer Kernspaltung –
ein Vorgang, der auch in der Natur vorkommt.
Bei jeder Spaltung entstehen zwei bis drei neue Neutronen, die
weitere Spaltvorgänge einleiten. Hierdurch entsteht eine sich selbst
erhaltende Kettenreaktion.
Dabei entsteht Uran 236, das in zwei Bruchstücke zerplatzt, die
wiederum mit hohem Tempo auseinander fliegen, um anschließend
von anderen Atomen in der Umgebung abgebremst zu werden.
Aus dieser Bewegungsenergie wird durch die Abbremsung verwertbare Wärme für die Stromerzeugung. Das Ganze funktioniert
jedoch nur dann, wenn es gelingt, den rasenden Neutronen einen
Teil ihres Schwungs zu nehmen, damit sie nicht am Ziel, dem Urankern, vorbeischießen.
Chicago, 1942: Dem Physiker Enrico Fermi gelang 1942 in Chicago
die erste sich selbst erhaltende Kernspaltung. Aber bereits lange
bevor es Menschen gab, nämlich vor zwei Milliarden Jahren, spaltete
sich in der Natur von selbst Uran 235 im westafrikanischen Gabun;
dort haben Wissenschaftler mehrere Naturreaktoren entdeckt.
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Diesen physikalischen Vorgang nutzt man durch dosierte Zufuhr
von Kühlwasser. Denn: Mehr Wasser bedeutet eine niedrigere Temperatur, was eine höhere Trefferquote der Neutronen zur Folge hat.
Eine geringere Menge führt zu einer schnelleren Erhitzung des
Wassers. Dabei entstehen mehr Dampfblasen, wodurch die Trefferquote sinkt. Hinter diesem Prinzip verbirgt sich ein wesentliches
Sicherheitselement eines Siedewasserreaktors: Bei Wasserverlust
endet die Kettenreaktion von selbst.
Schließlich gibt es noch einen dritten Weg, den Reaktor jederzeit
schnell abzuschalten: Man pumpt eine Borlösung ein, die die Neutronen einfängt und die Spaltung der Urankerne unterbricht.
Steuerstäbe eingefahren
Steuerstäbe ausgefahren
Moderatortemperatur hoch
Moderatortemperatur niedrig
Spaltprozesse gering bis keine
Spaltprozesse vermehrt
Spaltprozesse gering bis keine
Spaltprozesse vermehrt
Brennelemente
Steuerstäbe
Spaltprozesse
NeutronenFreisetzung
Wassermoleküle
Neutron
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Funktionsweise eines
Siedewasserreaktors
Die beiden Siedewasserreaktoren Block B und C in Gundremmingen
sind baugleich. Das Herz ist jeweils ein Reaktordruckbehälter, der
zu etwa zwei Dritteln mit Wasser gefüllt ist. Dieser von einem stabilen Betonmantel, dem so genannten biologischen Schild, umhüllte
Stahlzylinder enthält die gebündelten Brennelemente. Jedes Brennelement ist 4,47 Meter hoch und besteht aus bis zu 96 mit Urantabletten gefüllten Brennstäben. Insgesamt sind in jedem der beiden
Reaktoren 784 Brennelemente.
Während der Kernspaltung in den Brennstäben des Reaktorkerns
wird Wärme freigesetzt, die das Reaktorwasser zum Sieden bringt –
ein Vorgang ähnlich wie beim Tauchsieder. Das Wasser strömt von
unten nach oben durch den Reaktorkern und führt dabei die in den
Brennstäben entwickelte Wärme ab. Ein Teil des Wassers verdampft.
Nach einer Dampf-Wasser-Trennung im oberen Teil des Druckbehälters strömt der reine Wasserdampf auf die Turbine und versetzt diese
in eine Drehbewegung, indem er – ähnlich wie Wind ein Windrad –
Reaktorgebäude
Lademaschine
die Schaufelräder der Turbinenwelle antreibt. Wärmeenergie wird
zu Bewegungsenergie.
Die Turbine ist über die Turbinenwelle mit dem Generator gekoppelt, in dem die mechanische Energie durch ein stark rotierendes
Magnetfeld – im Prinzip wie in einem Fahrraddynamo – in elektrische Energie überführt wird. Diese wird über einen Maschinentransformator hochgespannt, in die nahe gelegene Umspannstation
übertragen und in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist.
Das Hochspannen ist notwendig, weil sich Elektrizität nur in dieser
Form über weite Strecken wirtschaftlich fortleiten lässt.
Einmal im Jahr wird jeder Kraftwerksblock für circa zwei bis vier
Wochen zur Revision und zum Brennelementwechsel abgeschaltet.
Etwa ein Fünftel der Brennelemente wird hierbei durch neue ersetzt.
Während der gesamten Inspektions- und Wartungsarbeiten sowie
bei den wiederkehrenden Prüfungen sind neben den eigenen Mitarbeitern rund 1.500 weitere Fachkräfte von Fremdfirmen im Einsatz.
Kühlturm
Maschinenhaus
BrennelementLagerbecken
Turbine
Generator
Transformator
Dampf
Kühlwasser
Wasser
Kondensations- Reaktor- Sicherheitskammer
Druckbehälter behälter
Speisewasser- Kondensator
pumpe
Kühlwasserpumpe
Blick in das Maschinenhaus auf den 1.344-MW-Turbosatz: Der Dampf aus dem Reaktor durchströmt den Hochdruckteil (im Hintergrund nicht sichtbar), anschließend die beiden Niederdruckteile der Turbine und kondensiert
dann in den darunterliegenden Kondensatoren. Im Vordergrund ist der Generator mit Erregermaschine zu sehen.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Der Kühlwasserkreislauf
Im Kondensator hinter der Turbine gibt der Dampf seine Restwärme
an das Kühlwasser ab und wird wieder zu Wasser, das von neuem
seinen Weg durch den Reaktor antritt. Das erwärmte Kühlwasser
wird im Kühlturm wieder abgekühlt.
Die beiden Gundremminger Kühltürme sind 160 Meter hoch. Das
erwärmte Kühlwasser strömt in die Kühltürme, wird auf 12 Meter
hoch gepumpt und rieselt über Platten nach unten in ein Auffangbecken. Bei den Kühltürmen am Standort Gundremmingen handelt
es sich um Naturzug-Nasskühltürme, die einen natürlichen aufsteigenden Luftzug zum Kühlen des Wassers nutzen. Zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Ventilatoren, sind nicht notwendig.
Im Luftzug kühlen die feinen Tropfen des warmen Kühlwassers ab.
Dabei verdunstet ein Teil des Kühlwassers und wird von der Zugluft
mit nach oben gerissen: So entsteht, abhängig von der Wetterlage,
die typische Dampffahne. Der weit überwiegende Teil des Wassers
wird zurück zum Kondensator gepumpt. Im Kühlturm auftretende
Verdunstungsverluste werden durch gereinigtes Wasser aus der
Donau ausgeglichen.
vom Kondensator
zum Kondensator
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Eng miteinander verzahnt –
die Sicherheitseinrichtungen
Die Gewährleistung eines hohen Sicherheitsstandards ist zentrale
Verpflichtung der Kernkraftwerksbetreiber. Grundlage des hohen
Sicherheitsniveaus ist eine hochwertige technische Auslegung,
durch die Störungen zuverlässig vermieden werden. Daneben werden Ausfälle von Systemen und Komponenten „vorgedacht“ und
sichergestellt, dass diese keine Auswirkungen auf die Umgebung
zur Folge haben. Umfassende Inspektions- und Wartungsprogramme dienen dazu, die Anlage stets in einem optimalen Zustand zu
halten und Unregelmäßigkeiten an Anlagenteilen rechtzeitig zu
erkennen und zu beheben. Neben der Gewährleistung eines exzellenten technischen Zustands stehen auch organisatorische Fragen
und ein hohes Sicherheitsbewusstsein der Kraftwerksmannschaft
im Fokus der Betreiberanstrengungen.
Außerdem wird der Betrieb der Kernkraftwerke von den zuständigen
Behörden und Gutachtern streng überwacht.
Die Auslegungsprinzipien
Vorsorglich wird bei der Auslegung von Kernkraftwerken immer
vom Zusammentreffen ungünstiger Umstände und Schadensereignisse ausgegangen. Daher werden bei der Planung sowie beim Bau
Redundanz: Mehrere gleichartige Systeme haben die gleiche
Aufgabe. Eins springt im Notfall für das andere ein. So gibt es
z. B. in Gundremmingen drei voneinander unabhängige Notkühlsysteme, von denen eins beim Ausfall des Hauptkühlsystems einspringen kann – zwei bleiben in Reserve.
Diversität: Verschiedene Systeme haben die Aufgabe, die gleiche Funktion zu erfüllen. Versagt beispielsweise das Einfahren
der Steuerstäbe mit vorgesehenen Elektromotoren, werden
diese über ein hydraulisches System eingeschossen. Langfristig
kann der Reaktor außerdem durch das Einpumpen einer Borlösung sicher abgeschaltet werden.Fail Safe: Alle Sicherheitssysteme wirken bei einer Störung in
die sichere Richtung. Fällt etwa die Stromversorgung aus, dann
fahren die Steuerstäbe mittels einer Hydraulik, die bei Stromausfall automatisch wirksam wird, in den Reaktor ein.
Diversität
Redundanz
Kühlsysteme
der Anlage die Auslegungsprinzipien Redundanz, Diversität, räumliche Trennung und das so genannte Fail-Safe-Prinzip umgesetzt.
Zusatzsystem
Borlösung Steuerstäbe
Fail Safe
Reaktor
elektrisch abgesperrtes
Ventil
Stickstoff unter
hohem Druck
In der Schaltwarte laufen alle Fäden zusammen. Moderne Leittechnik sorgt für die Verarbeitung aller
anfallenden Informationen und Messwerte und für einen weitgehend automatischen Betrieb.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Reaktorgebäude
Biologische
Abschirmung
(Wandstärke 1m)
Stahlauskleidung
Sicherheitsbehälter
(Spannbeton 1,2 m)
Reaktorgebäude
(Wandstärke 1,8 m)
Reaktordruckbehälter
Druckabbausystem
Nachkühl3.000 m³
Brennelemente
system Wasservorrat mit Brennstofftabletten
Durch die räumliche Trennung der redundanten und diversitären
Einrichtungen wird sichergestellt, dass nicht mehrere Systeme
gleichzeitig durch eine Ursache ausfallen können.
Die Sicherheitseinrichtungen
Jede kerntechnische Anlage ist mit zahlreichen Sicherheitseinrichtungen versehen. An die Konstruktion von Kernkraftwerken werden
höchste Anforderungen gestellt. Ziel aller Sicherheitsmaßnahmen
bei Kernkraftwerken ist die Rückhaltung radioaktiver Stoffe, die bei
der Kernspaltung im Reaktorkern entstehen.
Hierzu bestehen folgende Rückhaltebarrieren:
das Kristallgitter des Brennstoffes, das den größten Teil der
Spaltprodukte zurückhält
die gasdichte und druckfeste Metallhülle um die Brennstofftabletten (Brennstab)
der Reaktordruckbehälter mit geschlossenem Kühlkreis
Erdbebensichere
Bodenplatte (3m)
der biologische Schild: eine ein Meter starke Betonummantelung
der Sicherheitsbehälter aus rund 1,2 Meter dickem Stahlbeton
mit einem Korsett aus 16.000 Spannstählen
das Reaktorgebäude aus 1,8 Meter dickem Stahlbeton.
Das Reaktorschutzsystem
Jedes Kernkraftwerk ist zusätzlich mit einem Reaktorschutzsystem
ausgestattet. Es kontrolliert während des Betriebs laufend alle wichtigen Messwerte, vergleicht sie mit dem Soll-Zustand und korrigiert
von ihm erkannte anormale Betriebszustände. Wenn bestimmte,
zuvor genau festgelegte Grenzen erreicht werden, löst das Reaktorschutzsystem automatisch aktive Sicherheitsmaßnahmen – wie beispielsweise die Reaktorschnellabschaltung oder die Notstromversorgung – aus.
Sicherheitseinrichtungen und Sicherheitsmaßnahmen werden
durch ein vorgegebenes Programm wiederkehrender Prüfungen
systematisch auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft.
Blick in das Brennelementlagerbecken. Der Brennelementwechsel wird
von der Lademaschine aus gesteuert und überwacht.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Die Umgebung –
stets unter Kontrolle
Obwohl das Kernkraftwerk Gundremmingen nur geringste Mengen
radioaktiver Strahlung abgibt, wird die gesamte Umgebung der
Anlage vom kraftwerkseigenen Labor und unabhängigen Institutionen kontrolliert. Tatsächlich werden selbst die strengen Genehmigungswerte in Gundremmingen stets weit unterschritten, wie
Messproben aus Boden, Luft und Wasser rund um das Kraftwerk
belegen.
Wie alle bayerischen Kernkraftwerke ist auch Gundremmingen an
das Kernreaktorfernüberwachungssystem des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz angeschlossen. In regelmäßigen Abständen werden automatisch Messwerte aus der Kraftwerksumgebung
abgerufen, per Funk nach Augsburg übertragen und in der Behörde ausgewertet. Alle Ergebnisse dieser Auswertung sind der Öffentlichkeit zugängig.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Sicherheit hat oberste
Priorität –
das Entsorgungskonzept
mit dem Standortzwischenlager Gundremmingen
Nach dem Entsorgungskonzept für Kernkraftwerke sollen radioaktive
Abfälle aus kerntechnischen Anlagen in Endlagern unbefristet und
sicher eingeschlossen werden. Die Bundesregierung hat sich verpflichtet, Endlager bis spätestens 2030 bereitzustellen. Bis es so
weit ist, müssen abgebrannte Brennelemente zwischengelagert
werden. Zu diesem Zweck wurde auf dem Gelände des Kraftwerks
Gundremmingen ein Standort-Zwischenlager (SZL) errichtet, das
die abgebrannten Brennelemente aus dem Kernkraftwerk bis zu
ihrem Transport in das Endlager aufnimmt.
Der Kern des Sicherheitskonzepts des SZL heißt CASTOR. Der CASTOR ist ein Spezialbehälter für Brennelemente. Der für Gundremmingen vorgesehene Typ kann 52 Brennelemente aufnehmen und
hat sich in der Vergangenheit bereits bewährt. Er schirmt die Strahlung der abgebrannten Brennelemente so gut ab, dass man sich
auch in unmittelbarer Nähe des CASTORs gefahrlos aufhalten kann.
Seine Konstruktion und die hervorragenden Eigenschaften des verwendeten Materials haben sich seit Jahren sowohl beim Transport
von ausgedienten Brennelementen als auch für deren Zwischenlagerung bestens bewährt. Der CASTOR hat seine Sicherheit in zahlreichen Tests unter Beweis gestellt. Er muss z. B. einen Sturz aus
neun Metern Höhe auf
ein unnachgiebiges Fundament aushalten und
ein Feuer bei einer
Temperatur von mindestens 800 °C unbeschadet überstehen. Darüber
hinaus hält der
CASTOR einem
Erdbeben genauso stand
wie einem
Flugzeugabsturz.
Schleuse des Standortzwischenlagers für die Aufbewahrung der
in CASTOR-Behältern verpackten abgebrannten Brennelemente
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Castor
Doppeldeckelsystem
Grundkörper
Tragkorb
5,86 m
Moderatorstab
Kühlrippen
2,44 m
Das Lagergebäude befindet sich auf dem Kraftwerksgelände seitlich vom Reaktorgebäude des Blocks C vor den Kühltürmen. Es ist
104 Meter lang, 38 Meter breit und 18 Meter hoch. Das Gebäude ist
in eine Verladehalle und zwei Hallen zur Aufbewahrung von CASTORBehältern mit abgebrannten Brennelementen aufgeteilt. Von außen
gleicht das Gebäude einer gewöhnlichen Industriehalle. Mit seinen
85 Zentimeter starken Außenwänden und dem 55 Zentimeter dicken
Betondach ist das Lagergebäude aber eine sehr robuste Konstruktion.
Pro Jahr fallen im Kraftwerk Gundremmingen im Mittel etwa fünf
bis sechs CASTOR-Behälter mit ausgedienten Brennelementen an.
Das Zwischenlager bietet für maximal 192 CASTOR-Behälter Platz.
Damit ist die Hallengröße so geplant, dass sie in jedem Fall ausreicht, um Brennelemente des Kraftwerks Gundremmingen während der gesamten verbleibenden technischen und wirtschaftlichen
Betriebsdauer aufzunehmen.
In Gundremmingen werden jährlich etwa 300 Brennelemente verbraucht. Nachdem sie den Reaktor verlassen haben, werden sie in
das so genannte Abklingbecken (Brennelementlagerbecken) innerhalb des Reaktorgebäudes gebracht. Dort bleiben sie circa fünf Jahre,
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bevor sie in CASTOR-Behälter verpackt und im Standortzwischenlager aufgestellt werden. Die Behälter haben zwei übereinander
liegende Deckel, die mit speziellen Dichtungen ausgestattet sind.
Eine zusätzliche Schutzplatte verhindert, dass während der Lagerung von außen Staub und Feuchtigkeit an das Deckelsystem gelangen. Die Dichtigkeit des Doppeldeckelsystems wird während der
gesamten Lagerzeit durch ein automatisches Überwachungssystem
permanent kontrolliert.
Für die Menschen, die in der umliegenden Region des Kraftwerks
leben, gibt es keine messbare zusätzliche Strahlenbelastung. Dies
gilt auch bei vollständig gefülltem Zwischenlager. Selbst wenn man
sich ein ganzes Jahr am nächsten, für jedermann zugänglichen Ort
aufhalten würde, wäre die zusätzliche Strahlenbelastung mit nur
0,1 Millisievert sehr klein. Das entspricht etwa einer einfachen Röntgenaufnahme. Die durchschnittliche natürliche Strahlenbelastung
in Deutschland, der jeder Mensch ausgesetzt ist, beträgt 2,4 Millisievert pro Jahr. Sogar im Inneren des Gebäudes ist die Belastung
so gering, dass die Betriebsmannschaft dort gefahrlos arbeiten
kann. Die zulässigen Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung
werden dabei weit unterschritten.
Wichtiger Wirtschaftsfaktor –
sichere Arbeitsplätze
Das Kernkraftwerk Gundremmingen ist ein wichtiger Wirtschaftsfaktor in der Region. Die Anlage sichert die Arbeitsplätze von rund
780 eigenen Mitarbeitern sowie 360 Fachkräften von ständig vor
Ort vertretenen Fremdfirmen. Dazu kommen weitere 1.000 Arbeitsplätze bei zahlreichen Zulieferfirmen und Dienstleistern. Das Auftragsvolumen an Firmen in der Region beläuft sich jährlich auf rund
25 Millionen Euro. Zudem bietet der Standort interessante Ausbildungsplätze für junge Menschen.
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Kernkraftwerk Gundremmingen
Kernkraftwerk Gundremmingen
Technische Daten
Gesamtanlage
Steuerelemente
Thermische Leistung des Reaktors
MW
3.840
Anzahl der Steuerelemente
Elektrische Bruttoleistung
MW
1.344
Absorberlänge
Elektrische Nettoleistung
MW
1.284
Absorbermaterial
Bruttowirkungsgrad
%
35
Steuerhub
mm
Eigenbedarf Block B
MW
60
Normale Einfahrgeschwindigkeit
cm/s
Block C
MW
56
Normale Einfahrzeit
s
Schnellabschaltgeschwindigkeit
cm/s
Einfahrzeit bei Schnellabschaltung
s
3,2
3,3
Nukleares Dampferzeugungssystem
193
mm
3.660
Bor und Hafnium
3.660
3
122
ca. 120
Druck am Druckbehälteraustritt
bar
Sattdampftemperatur am Druckbehälteraustritt
°C
Durchflussmenge durch den Kern
kg/s
14.300
Auslegungsdruck
barü
Dampfmenge am Druckbehälteraustritt
kg/s
2.077
Innendurchmesser
m
29
Dampffeuchte am Druckbehälteraustritt
Gew. %
Lichte Höhe
m
32,5
Speisewasserendtemperatur
°C
69,6
286
0,02
215
Reaktorkern
Sicherheitsbehälter
Werkstoff
vorgespannter Beton mit Stahldichthülle
784
Dampfmenge am Turbineneintritt
kg/s
Anzahl der Steuerstäbe
193
Dampfdruck am Turbineneintritt
barü
Dampftemperatur am Turbineneintritt
°C
Dampfleuchte am Turbineneintritt
Gew. %
Urandioxid, Mischoxid
Brennstoffe
t
ca. 136
Brennelemente
1.944
66
286
mm
4.470
Typ
Querschnittsfläche ohne Kasten
mm
131x131
Anzahl
80 bis 96
Anzahl der Brennstäbe je Brennelement
Überdruck-Kondensationsturbine
1
Drehzahl
s
Gesamtgewicht ohne Kasten
kg
ca. 255
Nennleistung
MW
1.344
Brennstoffgewicht Uran-Brennelemente (U)
kg
ca. 172
Zahl der Gehäuse HD/ND
Brennstoffgewicht MOX-Brennelemente (U+Pu)
kg
ca. 173
Endstufenschaufellänge
mm
1.350
Spaltbarer Anteil der Uran-Brennelemente
Gew. %
3,13 – 4,6
Zahl der Dampfentnahmen HD/ND
Spaltbarer Anteil der MOX-Brennelemente
Gew. %
3,27 – 5,47
Mittlere Kühlwassereintrittstemperatur
°C
Kühlwassermenge für Kondensation
kg/s
Reaktordruckbehälter
Innendurchmesser
mm
6.620
Lichte Höhe
mm
22.350
Auslegungsdruck
barü
°C
86,3
300
Zylinderwanddicke und Plattierung
mm
163 + 8
Deckelwanddicke und Plattierung
mm
90 + 8
Bodenwanddicke und Plattierung
mm
228 + 8
22 NiMoCr 37
Werkstoff
Gesamtgewicht
t
785
Hauptkühlmittelpumpen
Pumpentyp Block B
Axialpumpen
Block C
Halbaxialpumpen
Anzahl der Pumpen
8
3
8.731
1
Kondensatordruck (absolut)
25
1/2
2/3
Kondensatoranzahl
0,08
Generator
Typ
Anzahl
1
Drehzahl
s1
Scheinleistung
MVA
cos phi
25
1.640
0,85
Spannung
kV
Frequenz
Hz
Kühlung Ständerwicklung
27
50
H2O
Kühlung Ständerblechpaket
H2
Kühlung Läufer
H2O
m /h
Statische Förderhöhe
mFIS
Nenndrehzahl
min
1.838
Anzahl der Vorwärmerstufen
Kupplungsleistung, Normalbetrieb
kW
1.030
Anzahl der Speisewasserpumpen
%
3 × 50
Anzahl der Kondensatpumpen
%
3 × 50
%
3 × 331/3
Dampf- und Speisewasserkreislauf
Anzahl der Vorwärmerstränge HD/ND
2/2
5
Anzahl der Filter der Kondensataufbereitung
Anzahl der Hauptkühlwasserpumpen
26
Öffnungszeiten des Informationszentrums:
Montag bis Freitag 9.00 bis 16.00 Uhr
Samstag und Sonntag 13.00 bis 18.00 Uhr
an Feiertagen geschlossen
vierpoliger Drehstromgenerator
Umwälzmenge je Pumpe
31,1
Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH
Informationszentrum
Dr.-August-Weckesser-Straße 1
89355 Gundremmingen
Telefon +49 8224 78-2231
Telefax +49 822478-3565
[email protected]
www.kkw-gundremmingen.de
24,4
43.900
2
bar
Wir freuen uns auf Ihren Besuch!
0,02
Turbine
Gesamtlänge
Auslegungstemperatur
Als Kraftwerksbetreiber und großer Arbeitgeber sind wir Teil der
Region im Landkreis Günzburg. Ein vertrauensvolles und partnerschaftliches Verhältnis zu der Bevölkerung und ein offener Dialog
mit allen interessierten Menschen sind uns ein zentrales Anliegen.
Das Informationszentrum des Kernkraftwerks Gundremmingen
dient dabei als Kommunikationsplattform. Unsere kompetenten
und engagierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stehen hier
nicht nur zu technischen Fragen Rede und Antwort. Im Vordergrund der vielschichtigen Diskussionen stehen auch verschiedene
Themen der Energiewirtschaft.
Dampfkraftanlage
Anzahl der Brennelemente
Gesamtes Brennstoffgewicht
Information zum Standort –
offen für den Dialog
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